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把各种数据适应性地改动一下，以求暂时相符罢了，很 少有人注意用实测资料作为改历的依据。这些挂名的历官不仅自己无能，而且嫉贤 妒才，总是千方百计排挤真正有才学的人。沈括上任以后，决心首先要好好整顿一 下这个充满官僚习气的学术机构。他一下就罢免了六个饭桶官员。接着又录用了一 批人士，并为他们开办了技术培训班，培养一段时间后就安排到监内担任实际工作。 这些改革措施使司天监的气象为之一新，当然也使沈括与封建保守势力之间的对立 变得尖锐起来。特别是沈括亲自推荐并积极支持的淮南平民卫朴进行改历工作一事， 这在当时更是一种悖世骇俗的举动，所以遭到了封建保守势力更加猛烈的攻击。
早在沈括入监前，宋神宗就曾命令历官修造新历，但迟迟没有成功。沈括兼任 提举司天监后，与卫朴通力合作，终于在1074年修成了新的《奉元历》。《奉元历》 确定以365。243585日为一回归年，虽比现在实测的365。2422日稍大一点，但比以前 所行的宋历都要准确得多。
编修《奉元历》的工作并不是一帆风顺的。为了使新历更精确，卫朴主张必须 从根本上改革从唐代《大衍历》以来一直沿用的闰朔法。但是这个主张遭到了封建 保守势力的强烈反对，认为这样做违反祖宗旧制，是毫无根据的。结果，卫朴的这 个合理主张根本无法贯彻下去。可是，沈括的态度十分坚决，他支持卫朴用日晷进 行了实地测试，证明要将旧朔法提早五十多刻，才与实测数据相符。他们用事实有 力的回击了保守派的非难，终于把富于革新精神的修历总方针确定下来了。
除此之外，在修历方法上也引起了争端。沈括和卫朴认为必须改变过去单靠推 算来修历的方法，而应以实测资料为根据，即从观测五星的运行情况入手来编修新 历。这个设想立足于观测事实，无疑是正确的。如能得以实现，新历必然会大大超 过以往所行用的各种历法。但是那批不学无术的历官是不会容忍这些的，因为新历 的成功只会更加暴露他们自己的无能，所以他们又串通一气竭力反对，改革受到百 般阻挠。沈括后来回忆这一事件时说：“卫朴造历，气朔已正，但五星未有候簿可 验。……是时司天历官，皆承世族，隶名食禄，本无知历者，恶朴之术过已，群沮 之，屡起大狱。虽终不能摇朴，而候簿至今不成”。当时的形势十分险恶，封建保 守势力已经把一场学术争论引导成为政治斗争，企图使卫朴受审下狱，对其进行政 治迫害。在沈括的保护下，保守派陷害卫朴的阴谋未能得逞。但因卫朴是个盲人， 他虽有惊人的记忆力并能运算如飞，可是要取得观测数据却非得依靠别人。保守势 力的阻挠和破坏，使卫朴始终未能获得有关五星运行情况的实测资料。这就给新历 留下了先天不足的病根，大大影响了《奉元历》的精确度。沈括指出：“朴之历术， 今古未有”，但由于“群历人所沮，不能尽其艺”，在“别无天象文籍参证，止据 前后历书详酌增损”的条件下，卫朴只能纠正以前历书中那些明显的错误。据卫朴 自己估计，《奉元历》的精确度只达到了五六成。结果，在《奉元历》颁行的第二 年，预报的一次月食就没有应验。这时保守势力又趁机发难，朝廷也向卫朴追究责 任。在这种情况下，沈括再次挺身而出，替卫朴和新历辩护，并提出了补救措施。 沈括亲自组织天文院的学生用浑仪、浮漏、圭表进行测试，每天记录天象，所得资 料交给卫朴用新历参较，遇到不完善的地方马上审行改正。经过一年多的努力，卫 朴重修过的《奉元历》果然比以前更精确了。连宋神宗也不得不承认：“提举司天 监近校月食时分， 比《崇天》 、《明天》二法，已见新历为密”。沈括也认为， 《奉元历》虽然没有达到应有的水平，却仍不失为一部令人比较满意的好历法。
由于编修《奉元历》的工作从一开始就受到了严重的干扰和破坏，沈括和卫朴 的全面改历计或没有完全实现。但《奉元历》毕竟行用了19年之久。可见它的确具 有一定的科学内容。沈括和卫朴都有过人的学识和才能，但是他们生活在腐朽的封 建时代，保守的官僚政治势力不容许他们真正有所作为，对他们施加了重重压力， 设置了种种障碍，使《奉元历》的精度大打折扣，甚至竟没有让《奉元历》留传下 来，使我们今天无法更具体地了解其中所包含的科学内容。另外，沈括在司天监期 间，还对一些老式天文仪器和浑仪、浮漏、景表等进行过精心的改革，取得了很大 成绩。 但在沈括离开京城以后， 这些改革过的天文仪器也遭到了排斥，被说成是 “沈括以意增损，器成数年不能定，与浮漏、景表不应”。沈括改制过的新仪器都 被弃置不用，反而重新铸造了一套老式仪器。再者，经过沈括整顿后的司天监，本 来已经面貌一新，工作有了很大起色。但当沈括一离开这个职位后，封建保守势力 马上卷土重来，不久司天监也就“其弊复如故”了。凡此种种，说明那怕是沈括这 样一位有一定政治地位的大科学家，在封建社会里也不可能充分发挥共聪明才智。 唐朝的韩愈在《原毁》一文中早已发表过“事修而谤兴，德高而毁来”的感慨。这 就难怪中国古代许多重要的科技发现或发明，都没有能够传播开去、流传下来。拿 沈括来说，他晚年提出的《十二气历》，就被淹埋达八百年之久。
被埋没八百多年的《十二气历》
自春秋战国以来，我国就发展了一种“月令”思想，认为只有在某个特定的月 份里才能进行某种生产、政治或宗教活动，如果违背了这个秩序就会受到老天爷的 惩罚。这种思想反映了农业社会受自然条件支配的实质。西汉以后，月令逐渐定型 下来，受到封建统治者和广大人民的重视。其实严格说来，一定地区农业生产活动 的日期主要应根据气候变化来进行安排，而气候变化的基本因素是地球围绕太阳的 运动，它表现为节气。中国古代一贯是阴阳历交用的，因此在历法上存在一个根本 问题， 就是阴阳历之间的调合问题。 我们知道， 月亮绕地球的运转周期为 29。530588天， 地球绕太阳的运转周期则为365。242216天，这两个数互除不尽。这 样，以十二个月来配合二十四节气的阴阳合历就始终存在矛盾。虽然我们祖先很早 就采用了闰月的办法来进行调整，但是历日与节气脱节的现象还是时有发生。为了 解决这个问题，沈括经过长期周密细致的研究，提出了一个彻底改革的方案，这就 是他的《十二气历》。
《十二气历》是沈括晚年在《梦溪笔谈补笔录》中提出来的。他首先讨论了置 闰法。他说，置闰法是古代遗留下来的，本来不应议论。但是有许多事情古人不可 能预见到，而有待于后世发现。只要所说的是真理，就不应该有什么古和今的区别。 沈括肯定了事物运动变化具有规律性，反对盲从古人，认为学术思想应该不断有所 发展，不能老是停留在前人的水平上。这些思想都是难能可贵的。
他接着讨论了历法中出现的“气朔相争”现象。认为产生这种现象的根本原因 在于，一年有十二个月，一月有二十九天，两者互除不尽。虽有闰月的方法来进行 调节，但“闰生于不得已”，是一种无可奈何的补救方法，不能根本解决问题。他 得出结论说，寒去暑来，万物生长衷亡的变化，主要是按照二十四节气进行的，而 月亮的圆缺与一年农事的好环并没有很大关系。以往的历法仅仅根据月亮的圆缺来 定月份，节气反而降到了次要地位，这是不应该的。正是从以上考虑出发，他提出 了经纯阳历取代阴阳合历的建议，这就是《十二气历》。沈括指出，只有纯阳历才 能把节气固定下来，从而更好地满足农业生产对历法的需要。
《十二气历》把一年分为四季，每季分为孟、仲、季三个月，以立春那天为孟 春之月的首日，以下类推，用节气来定月份。每月有大月小，大月三十一日，小月 三十日，大小相同，把闰月完会去掉。即使有“两小相并”的情况，也不过一年中 出现一次。有“两小相并”的年份为365天，没有的年份为366天。至于月亮的圆缺， 为着某些需要，只在历书上注明“朔”、“望”，作为一般内容。
沈括《十二气历》的提出，是历法制度方面一项带根本性的变革，它既简便又 科学，既符合天体运行的实际情况，又十分有利于农事安排，从根本上解决了历法 适应农业生产需要的问题，是中国古代历法中的一个优秀代表。现在公认，这样彻 底的一个阳历，不仅比当时西面通用的“儒略历”合理得多，而且比现在世界各国 采用的公历“格列高利历”（即阳历）还要合乎理想。“格列高利历”十二个月的 大尽、小尽安排得还不是合理，节气还有一天上下的偏差。远不如沈括的《十二气 历》。农民的春耕、夏种、秋收、冬藏都要依照节气而定，《十二气历》特别适合 劳动人民的需要，如果当时能被采用，势必有利于农业生产的发展。但是，封建统 治阶级却并不关心这一切。在他们看来，阴阳合历是沿用了千百年的“祖宗旧制”， 沈括要彻底打破它，是绝对不能容许的“判逆”行动。事实上，《十二气历》提出 来以后，不仅从来没有被采用过，而且一直遭到封建保守势力的恶毒攻击。直到清 朝年间，著名学者阮元在《畴人传》一书中还在责骂沈括的《十二气历》。阮元认 为，古人留下的旧制是“终古无弊”的，做学问只需“言其所当然，而不复强求其 所以然”。因此毫无必要使学术理论“其法屡变”。据此，阮元指责沈括提出《十 二气历》是“徒骋臆知，而不合经义